Η ιδέα ότι η μείωση της ποσότητας τροφής που καταναλώνετε μπορεί να επιβραδύνει τον μεταβολισμό και να παρατείνει τη διάρκεια ζωής υπάρχει εδώ και καιρό. Πρόσφατα έχει γίνει πιο διαδεδομένη. Αποτελεί τακτικό θέμα επιστημονικής συζήτησης και στη Silicon Valley, η διαλειμματική νηστεία δεν ονομάζεται δίαιτα, αλλά βιοχάκινγκ (biohacking).
Μια δημοσίευση στο GeroScience από ερευνητές του Πανεπιστημίου της Οκλαχόμα το 2017 παρέχει μια αναγκαία τροφή για σκέψη στον τομέα του θερμιδικού περιορισμού. Ο τίτλος ήταν «Ο ρόλος της μεθυλίωσης του DNA στην κυτταρική μνήμη που προκαλείται από τον περιορισμό της διατροφής». Υποδηλώνει ότι έχουν αποκαλυφθεί ορισμένοι μηχανισμοί που μπορούν να εξηγήσουν τα οφέλη για την υγεία από τον περιορισμό της διατροφής.
Μια σημαντική πτυχή του διατροφικού περιορισμού που έχει σε μεγάλο βαθμό παραβλεφθεί είναι ότι μπορεί να έχει πρώιμες επιδράσεις που δημιουργούν μια κυτταρική μνήμη, η οποία επιμένει ακόμη και όταν διακοπεί περιορισμός της τροφής.
Στόχος της μελέτης ήταν να προσδιοριστεί εάν η μεθυλίωση του DNA παίζει ρόλο στην κυτταρική μνήμη ύστερα από θερμιδικό περιορισμό. Προσπάθησε να βρει εάν οι αλλαγές στην έκφραση και τη μεθυλίωση του DNA επιμένουν όταν διακόπτεται ο θερμιδικός περιορισμός και τα ποντίκια επιστρέφουν στην ελεύθερη σίτιση (ad libitum). Η μελέτη έδειξε ότι ο θερμιδικός περιορισμός μπορεί να προκαλέσει σημαντικές αλλαγές στην γονιδιακή έκφραση μέσα σε ένα μήνα από την εφαρμογή του σε διάφορους ιστούς και, το πιο ενδιαφέρον ήταν ότι το 19-50% αυτών των αλλαγών στην γονιδιακή έκφραση επιμένουν σε όλους τους ιστούς ακόμη και όταν διακόπτεται ο θερμιδικός περιορισμός.
Στη συνέχεια, προσδιορίστηκε εάν ο θερμιδικός περιορισμός προκάλεσε αλλαγές στη μεθυλίωση του DNA και ειδικότερα σε τρία υποψήφια γονιδίων που εντοπίστηκαν από την ανάλυση της γονιδιακής έκφρασης (Pomc, Hsph1 και Nts1). Τα πιο σημαντικά ευρήματα βρέθηκαν για το γονίδιο Nts1.
Το Nts1 κωδικοποιεί τον Υποδοχέα Νευροτενσίνης 1. Αυτή η πρωτεΐνη G μεταδίδει οποιοδήποτε μήνυμα παρέχεται τοπικά από το σήμα νευροτενσίνης νευροπεπτιδίου μήκους 13 αμινοξέων. Αυτό το μήνυμα εξαρτάται στενά από τον τύπο του κυττάρου και το πού βρίσκονται τα κύτταρα.
Κεντρικά, η νευροτενσίνη λειτουργεί στον υποθάλαμο, ένα μέρος του εγκεφάλου όπου περιέχει μοναδικούς νευρωνικούς τύπους οι οποίοι ειδικεύονται στην παραγωγή μερικών μορίων σήματος. Η αντίληψη της πείνας και του κορεσμού ενσωματώνεται εκεί, όπως και ο εξαρτώμενος από τα θρεπτικά συστατικά έλεγχος των επακόλουθων συμπεριφορών ανίχνευσης και αναζήτησης τροφής. Επομένως, ήταν ένα λογικό μέρος για να διερευνηθούν περαιτέρω οι καθιερωμένοι δεσμοί μεταξύ των θρεπτικών συστατικών και των επιγενετικών αλλαγών όπως η μεθυλίωση.
Η νευροτενσίνη δρα για τη μείωση της αρτηριακής πίεσης, την αύξηση του σακχάρου στο αίμα, τη μείωση της θερμοκρασίας του σώματος και την παροχή αντιαλγητικής δράσης. Ο υποθάλαμος με τη σειρά του τροφοδοτείται με σήματα, θρεπτικά συστατικά, ακόμη και μιτοχονδριακά προϊόντα από τον υπόλοιπο εγκέφαλο μέσω της παχιάς δέσμης ινών από τον ιππόκαμπο που είναι γνωστή ως ψαλίδα. Στις περιφερειακές περιοχές, οι κύριες τοπικές επιδράσεις της νευροτενσίνης βρίσκονται στο λεπτό έντερο, όπου οδηγεί σε συστολή των λείων μυών μέσω των εντεροενδοκρινών κυττάρων.
Ο κύριος πειραματικός χειρισμός που πραγματοποιήθηκε ήταν να τοποθετηθούν ποντίκια σε θερμιδικό περιορισμό για μερικούς μήνες και στη συνέχεια να επιστρέψουν σε κανονική διατροφή για άλλους μερικούς μήνες. Ίσως δεν αποτελεί έκπληξη το γεγονός ότι παρατηρήθηκαν σημαντικές αλλαγές στην γονιδιακή έκφραση εντός ενός μήνα. Μετά από κανονική σίτιση, οι συγγραφείς διαπίστωσαν μειωμένη μεθυλίωση του γονιδίου Nts. Αυτό επιβεβαιώνει την αρχική τους υπόθεση ότι ο θερμιδικός περιορισμός δημιουργεί κυτταρική μνήμη.
Είναι ευρέως αποδεκτό ότι η μεθυλίωση στην αρχαιότερη ενσάρκωσή της εμφανίστηκε για πρώτη φορά στα βακτήρια. Η μεθυλίωση είναι ένας ισχυρός καταστολέας μεταγραφής σε ζώα, φυτά και μπορεί να διασφαλίσει τη μόνιμη σίγηση ορισμένων διαδικασιών. Επιπλέον, η μεθυλίωση τείνει να καταστέλλει γονίδια πολυκύτταρων οργανισμών που πρέπει να σίγησαν στους περισσότερους, αλλά όχι σε όλους τους διαφοροποιημένους ιστούς. Τα βακτήρια δεν δέχονται μεθυλίωση στο βαθμό που το κάνουν τα ανώτερα θηλαστικά όπως εμείς. Μια σημαντική ένδειξη είναι ότι μεταξύ των γενεών στα θηλαστικά, τα πρότυπα μεθυλίωσης του DNA, διαγράφονται σε μεγάλο βαθμό και στη συνέχεια αναδημιουργούνται σε διάφορα επίπεδα πιστότητας σε διάφορα στάδια.
Να σημειωθεί ότι μια μελέτη βρήκε ότι ένας αξιόπιστος βιοδείκτης χρονολογικής γήρανσης μπορεί να εξαχθεί εξετάζοντας τη μεθυλίωση σε 353 θέσεις στο ανθρώπινο γονιδίωμα.
Επειδή ο θερμιδικός περιορισμός είναι ο πιο μελετημένος χειρισμός για την αύξηση της μακροζωίας και την επιβράδυνση της γήρανσης σε ζώα, από ασπόνδυλα έως θηλαστικά, δεν προκαλεί έκπληξη το γεγονός ότι η επιγενετική έχει προταθεί ότι παίζει ρόλο στον μηχανισμό αντιγήρανσης.
Το ότι ένας βραχυπρόθεσμος διατροφικός περιορισμός μπορεί να αυξήσει τη διάρκεια ζωής των ποντικών, καθώς και βιολογικές λειτουργίες όπως η ευαισθησία στην ινσουλίνη δείχνει ότι υπάρχει ένα φαινόμενο «μνήμης» που μπορεί να επιμένει ακόμη και μετά τη διακοπή των λίγων θερμίδων, ένα χαρακτηριστικό γνώρισμα ενός επιγενετικού μηχανισμού.
Περισσότερες πληροφορίες: Archana Unnikrishnan et al. Role of DNA methylation in the dietary restriction mediated cellular memory, GeroScience (2017). DOI: 10.1007/s11357-017-9976-8.
